應(yīng)用型本科水力學(xué)課程教學(xué)改革初探

魏馳原，李海霞

(南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院，南京 211200)

南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院給排水科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，具備扎實的自然科學(xué)與人文科學(xué)基礎(chǔ)，掌握專業(yè)知識，擁有較強的學(xué)習(xí)能力、知識應(yīng)用能力、實踐動手能力及國際視野?！督逃咳珖叩葘W(xué)校本科教育工作會議通知(高教函〔2018〕8)》指出，要打造“金課”，淘汰“水課”。本研究基于如何讓水力學(xué)這門主要專業(yè)基礎(chǔ)課既符合“金課”標準，又可以兼顧應(yīng)用型本科教學(xué)特點進行討論。

1 水力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀及問題

1.1 課程內(nèi)容多且難度大，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

水力學(xué)這門課理論性很強，有大量的公式、概念和推導(dǎo)，內(nèi)容抽象而復(fù)雜，需要良好的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)，對于學(xué)生來說學(xué)習(xí)難度較大。如何通過教學(xué)方法、教學(xué)模式及評價手段等進行課程改革，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，達到課程教學(xué)的知識目標、能力目標及素質(zhì)目標是目前需要解決的問題[1]。

1.2 課程總課時壓縮，實驗課時少

總課時的減少造成課堂內(nèi)容增多，為了在規(guī)定課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，教師可能會對知識點的講解不夠透徹，還會忽略學(xué)生的理解程度。由于課時的壓縮，教師往往會減少課堂互動，對于一些公式只是進行簡單介紹，并沒有進行原理的推導(dǎo)講解。課堂上缺乏精品例題的訓(xùn)練，課程結(jié)束后學(xué)生對于知識點的應(yīng)用印象不深。部分高校課程的實驗課時與理論課時安排不合理，理論知識與實驗實踐脫節(jié)，不利于學(xué)生直接消化理論知識。

1.3 實驗教學(xué)缺乏創(chuàng)新性和針對性，實驗效果難以保障

實驗教學(xué)是水力學(xué)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和對理論知識的實際應(yīng)用具有重要作用。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)基本是進行驗證性實驗，并且都是水力學(xué)最基本的課程基礎(chǔ)實驗，不具備創(chuàng)新性[2]。此外，實驗教學(xué)缺少啟發(fā)性、詢問性問題，缺乏開放性環(huán)節(jié)，學(xué)生只是依據(jù)實驗報告中已有的方法一步一步操作，得到實驗數(shù)據(jù)后計算結(jié)果，對于數(shù)據(jù)的合理性缺乏有效分析，對實驗原理沒有深刻體會及認識，實驗教學(xué)質(zhì)量和效果難以保障。

2 水力學(xué)課程改革思路及內(nèi)容

2.1 構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”新型教學(xué)模式

整合基本課程資源，提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源和軟件工具，打造網(wǎng)絡(luò)教育平臺，建立課程教學(xué)資源庫和課程網(wǎng)站，與其他高校、企業(yè)進行合作交流，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。師生可通過社交平臺、直播平臺進行交流和討論，打破時空限制，教師可以實時解答學(xué)生的疑問，學(xué)生可以隨時登錄網(wǎng)站觀看學(xué)習(xí)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計精細化

將教學(xué)過程分為課前準備、課堂實施和課后提升三個階段[3]。在課前準備階段，提前設(shè)置與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的問題，其中，問題的設(shè)置要兼顧新舊知識的銜接，使學(xué)生圍繞問題任務(wù)展開學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)中，水力學(xué)內(nèi)容多為公式理論的推導(dǎo)，常規(guī)課堂知識講授方式略顯單一。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在課堂教學(xué)實施過程中，靈活采用PBL(Problem-Based Learning method)、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法，結(jié)合現(xiàn)代多媒體教學(xué)方式，采用多種結(jié)合的教學(xué)手段，讓理論教學(xué)變得生動有趣，使學(xué)生對于課堂更有參與感，成為課堂主體，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性積極性。在課后提升階段，通過布置有代表性的習(xí)題及知識拓展來鞏固課堂知識。

2.3 實驗教學(xué)與理論教學(xué)的雙向耦合，引入軟件信息化教學(xué)

在教室環(huán)境中學(xué)習(xí)理論知識，使得學(xué)生缺乏對水力學(xué)在實際工程應(yīng)用中的了解，很難意識到水力學(xué)在實際工程中的重要性。為解決這一問題，需要依靠實驗教學(xué)模擬工程實況，將實驗教學(xué)與理論教學(xué)雙向耦合，在理論教學(xué)課程中穿插融入實驗實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)活動，不受傳統(tǒng)課時安排束縛，將新講授的理論知識點立刻用實驗教學(xué)模擬或驗證，提高學(xué)生對于基礎(chǔ)理論知識的感官認識與學(xué)習(xí)主動性。在實驗及實踐教學(xué)課程中，不僅是讓學(xué)生簡單復(fù)制實驗講義中的步驟，還要通過理論知識講解，讓學(xué)生清楚明白實驗原理、實驗過程、實驗思路、實驗方法。在實驗教學(xué)中，可引入軟件模型教學(xué)，如SWMM(storm water management model)，主要用于城市某一單一降水事件的模擬或長期的水量和水質(zhì)模擬，還有DyFlow教學(xué)流場仿真-數(shù)值計算軟件，等等。

2.4 企事業(yè)單位協(xié)同育人，引入科研項目

新工科建設(shè)背景下，要實現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向、從適應(yīng)服務(wù)轉(zhuǎn)向支撐引領(lǐng)。水力學(xué)通過引入校外企業(yè)協(xié)同育人制度，可以在課程案例講解時采用企事業(yè)單位最新工程案例，使教學(xué)資源豐富化、前沿化，以達到新形勢下課程體系建設(shè)與專業(yè)培養(yǎng)的目的。要想建好每一個課程單元，教師就要不斷進行探索、改革、實踐，在每個單元結(jié)束后到企業(yè)進行實地參觀學(xué)習(xí)，或以講座的形式開展實際工程應(yīng)用。將科研項目融入教學(xué)，能夠使課堂內(nèi)容豐富多彩、生動形象，可利用企業(yè)自身的儀器設(shè)備、軟件信息化設(shè)備，將水力學(xué)理論教學(xué)和工程應(yīng)用融為一體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠系統(tǒng)全面地掌握、理解和應(yīng)用知識，提高學(xué)習(xí)效果。

2.5 水力學(xué)課程思政本科教學(xué)設(shè)計

在日常教學(xué)中融入思政元素是教師的育人要素和責(zé)任，教師對于大學(xué)生思想言行具有較大影響，每一位專業(yè)課教師都應(yīng)開展課程思政教學(xué)設(shè)計。結(jié)合水力學(xué)課程教學(xué)專業(yè)內(nèi)容，講述國內(nèi)外歷史人物事跡(如水力學(xué)專家周培源放棄國外優(yōu)厚待遇回國投身社會主義建設(shè))、水利典型工程(如世界級工程三峽大壩、南水北調(diào)等，打破多項世界工程記錄)以及基本理論和方法的哲學(xué)思考(如講解理想流體時，忽略液體粘滯性來進行水力計算，后期通過大量實驗分析得出結(jié)論。人生也是一樣，遇到超出當時水平的問題時，可以暫且放下繼續(xù)前行，等到后期經(jīng)驗水平達到了再修正解決)，使學(xué)生具有正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷，讓學(xué)生的思想道德素養(yǎng)與專業(yè)知識雙向并行[4]。

2.6 水力學(xué)課程工商本科教學(xué)設(shè)計

采用1+X模式，即一門專業(yè)課加多門管理類課程綜合應(yīng)用，在課堂教學(xué)各個章節(jié)中融合專業(yè)知識、管理思維與管理技能，建立一個注重管理技能培養(yǎng)和專業(yè)技能培養(yǎng)共同發(fā)展的人才培養(yǎng)新模式。要鼓勵專業(yè)教師參與工商管理課程的學(xué)習(xí)，豐富工商管理知識和理念。要確定專業(yè)課程所需要的工商管理課程，依據(jù)給排水人才培養(yǎng)目標、專業(yè)課程設(shè)置、就業(yè)需求、工商管理類專業(yè)人才培養(yǎng)標準、工商管理知識架構(gòu)、學(xué)?，F(xiàn)有的管理類課程來選擇契合給排水專業(yè)的工商管理類課程。為確定工商管理類知識植入課程的形式，將所需的多門工商課程根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)需求濃縮為多個學(xué)分和多個模塊，形成專題應(yīng)用到專業(yè)課程中。需修訂各個章節(jié)專業(yè)知識與工商管理知識的具體課時分配，形成專業(yè)知識為主，多重工商管理知識為輔的模式?？裳埿Ｍ鈱嶋H水利工程項目導(dǎo)師入校進行報告講座，分享實際工程項目管理經(jīng)驗，讓學(xué)生了解現(xiàn)代企業(yè)管理應(yīng)具備的技能，知道管理的意義。

3 水力學(xué)課程改革效果

通過課程改革，水力學(xué)教學(xué)模式更加契合應(yīng)用型本科高校的教學(xué)目標。通過重組教學(xué)內(nèi)容，如課堂理論教學(xué)重組、實驗教學(xué)重組、實際案例教學(xué)重組，將知識由繁化簡，從抽象到直觀。還進行了多學(xué)科交叉融合，融入課程思政、工程管理及工商管理類知識，以打造高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才為目標，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。